При ветрах, действующих в направлении, противоположном направлению стокового переноса воды, со скоростью 2–3 м/с и расходах по затопленному руслу р. Волги ≥ 400 м3/с над право- и левобережным отмелым мелководьем с равномерным уклоном дна формируется ветровое течение, распространяющееся до глубины
∼ 1 м. В поверхностном слое влияние ветра прослеживается до русловой зоны и проявляется в отклонении вектора скорости в сторону берега (рис. 1.7 а). С увеличением скорости ветра до 5–6 м/с в прибрежье ветровое течение проникает до глубины 2−4 м (рис. 1.7 б), а при штормовом ветре (> 8 м/с) − занимает всю толщу воды до глубины 4 м. В летне-осеннюю межень с расходами по р. Волге ∼ 200 м3/с ветровое течение занимает все мелководье уже при ветре 5 м/c. В зависимости от гидрометеорологических условий скорости течений изменяются в поверхностном слое от 4 до 30, на горизонте 1 м – от 1 до 20, на горизонте 2 м – от 1 до 20, на горизонте 4 м – от 3 до 15 см/с соответственно.
При ветрах, действующих в направлении стокового переноса воды со скоростью 1–2 м/с, или в штилевых условиях в пределах мелководья преобладает стоковое течение. С усилением ветрового воздействия на мелководье формируются однонаправленные по глубине суммарные стоковые и ветровые течения. В результате модельных расчетов и натурных наблюдений на примере Волжского плеса Рыбинского водохранилища при расходах воды 50, 10 и 1%-ной обеспеченности (400, 1000 и 2000 м3/с соответственно) выявлены следующие закономерности пространственной изменчивости стоковых течений. От кромки русла к берегу скорость течения постепенно убывает. При расходах 50%-ной обеспеченности средняя от поверхности до дна и по ширине мелководной зоны до глубин 3–4 м скорость течения составляет 2 см/с, при расходах 10% обеспеченности увеличивается вдвое, а при расходах 1%-ной обеспеченности возрастает в 3.5–4.0 раза.
Рис. 1.7. Направление течения на вертикалях в пределах открытых мелководий верхневолжских водохранилищ:
а − в Волжском плесе Рыбинского при ветре 360° 2 м/с; б – там же при ветре 360° 5 м/с; в – в Угличском (район впадения
р. Нерли) при ветре 360° 5 м/с; г − в Иваньковском (район Конаковской ГРЭС) при ветре 360° 5 м/с.
1 – направление ветра, 2 − русло р. Волги.
В случае дополнительного ветрового воздействия средние скорости суммарных течений достигают ∼ 15 см/с, т.е. в зависимости от величины расхода воды вклад ветрового течения в суммарное может изменяться от 55 до 75%.
Пространственная структура течений в пределах защищенных мелководий водохранилищ определяется величинами расхода по затопленному руслу основных притоков и ветрового воздействия на водную поверхность. В зависимости от объема воды, поступающей на мелководье через межостровные проливы, циркуляция может характеризоваться стоковым или ветровым течением, а также вихревыми образованиями, формируемыми взаимодействием стоковых и ветровых течений. Скорости течения при скоростях ветра 4–6 м/c не превышают 15 см/с и в среднем составляют 4–5 см/с. В межостровных проливах средние скорости течения в 1.5–2 раза выше, чем в пределах мелководья.
Ветровое волнение. Наиболее существенное воздействие на дно мелководий в водохранилищах оказывают ветровые и судовые волны. Влияние ветрового волнения в наибольшей степени проявляется на открытых участках мелководий озеровидных частей водохранилищ, а судовых волн – на суженных участках при прохождении судового хода близко от берега (Буторин и др., 1975).
К основным динамическим параметрам, характеризующим степень воздействия волнения на мелководье, относятся максимальные донные скорости в волновом потоке, глубины начала размыва донных отложений определенной крупности и режимные энергетические показатели (суммарная энергия и ее равнодействующая).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.